SSL/TLS协议运行机制的概述

1、做用

（1） 全部信息都是加密传播，第三方没法窃听。

（2） 具备校验机制，一旦被篡改，通讯双方会马上发现。

（3） 配备身份证书，防止身份被冒充。

互联网是开放环境，通讯双方都是未知身份，这为协议的设计带来了很大的难度。并且，协议还必须可以经受全部匪夷所思的攻击，这使得SSL/TLS协议变得异常复杂。

2、基本的运行过程

SSL/TLS协议的基本思路是采用公钥加密法，也就是说，客户端先向服务器端索要公钥，而后用公钥加密信息，服务器收到密文后，用本身的私钥解密。

（1）如何保证公钥不被篡改？

解决方法：将公钥放在数字证书中。只要证书是可信的，公钥就是可信的。

（2）公钥加密计算量太大，如何减小耗用的时间？

解决方法：每一次对话（session），客户端和服务器端都生成一个"对话密钥"（session key），用它来加密信息。因为"对话密钥"是对称加密，因此运算速度很是快，
而服务器公钥只用于加密"对话密钥"自己，这样就减小了加密运算的消耗时间。

所以，SSL/TLS协议的基本过程是这样的：

（1） 客户端向服务器端索要并验证公钥。

（2） 双方协商生成"对话密钥"。

（3） 双方采用"对话密钥"进行加密通讯。

上面过程的前两步，又称为"握手阶段"（handshake）。

2.1 客户端发出请求（ClientHello）

首先，客户端（一般是浏览器）先向服务器发出加密通讯的请求，这被叫作ClientHello请求。

在这一步，客户端主要向服务器提供如下信息。

（1） 支持的协议版本，好比TLS 1.0版。

（2） 一个客户端生成的随机数，稍后用于生成"对话密钥"。

（3） 支持的加密方法，好比RSA公钥加密。

（4） 支持的压缩方法。

这里须要注意的是，客户端发送的信息之中不包括服务器的域名。也就是说，理论上服务器只能包含一个网站，不然会分不清应该向客户端提供哪个网站的数字证书。这就是为何一般一台服务器只能有一张数字证书的缘由。

2.2 服务器回应（SeverHello）

服务器收到客户端请求后，向客户端发出回应，这叫作SeverHello。服务器的回应包含如下内容。
（1） 确认使用的加密通讯协议版本，好比TLS 1.0版本。若是浏览器与服务器支持的版本不一致，服务器关闭加密通讯。

（2） 一个服务器生成的随机数，稍后用于生成"对话密钥"。

（3） 确认使用的加密方法，好比RSA公钥加密。

（4） 服务器证书。

除了上面这些信息，若是服务器须要确认客户端的身份，就会再包含一项请求，要求客户端提供"客户端证书"。好比，金融机构每每只容许认证客户连入本身的网络，就会向正式客户提供USB密钥，里面就包含了一张客户端证书。

2.3 客户端回应

客户端收到服务器回应之后，首先验证服务器证书。若是证书不是可信机构颁布、或者证书中的域名与实际域名不一致、或者证书已通过期，就会向访问者显示一个警告，由其选择是否还要继续通讯。

若是证书没有问题，客户端就会从证书中取出服务器的公钥。而后，向服务器发送下面三项信息。

（1） 一个随机数。该随机数用服务器公钥加密，防止被窃听。

（2） 编码改变通知，表示随后的信息都将用双方商定的加密方法和密钥发送。

（3） 客户端握手结束通知，表示客户端的握手阶段已经结束。这一项同时也是前面发送的全部内容的hash值，用来供服务器校验。

上面第一项的随机数，是整个握手阶段出现的第三个随机数，又称"pre-master key"。有了它之后，客户端和服务器就同时有了三个随机数，接着双方就用事先商定的加密方法，各自生成本次会话所用的同一把"会话密钥"。

2.4 服务器的最后回应

服务器收到客户端的第三个随机数pre-master key以后，计算生成本次会话所用的"会话密钥"。而后，向客户端最后发送下面信息。

（1）编码改变通知，表示随后的信息都将用双方商定的加密方法和密钥发送。

（2）服务器握手结束通知，表示服务器的握手阶段已经结束。这一项同时也是前面发送的全部内容的hash值，用来供客户端校验。